太阳能电池以何为原材料?太阳能电池的用途是什么?

太阳能电池在实际生活中随处可见，即使是在乡村，也能看见太阳能电池的身影，比如装载太阳能电池的路灯。为增进大家对太阳能电池的认识，本文将对太阳能电池的历史、太阳能电池的材料、太阳能电池背板的退化原因予以介绍。假如你对太阳能电池具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、太阳能电池的开端

太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下出现电流。在物理学上称为太阳能光伏(photovoltaic，缩写为pV)，简称光伏。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光伏效应工作的晶硅太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的薄膜电池执行太阳能电池则还处于萌芽阶段。

1839年，光生伏特效应第一次由法国物理学家A.E.Becquerel发现。1849年术语“光-伏”才出现在英语中。

1883年，第一块太阳电池由CharlesFritts制备成功。Charles用硒半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率。

到了20世纪30年代，照相机的曝光计广泛地使用光起电力行为原理。

1946年，RussellOhl申请了现代太阳电池的制造专利。

到了20世纪50年代，随着半导体物性的逐渐了解，以及加工技术的进步，1954年当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感这一现象后，第一个太阳能电池在1954年诞生在贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于开启了。

二、太阳能电池材料是什么

目前市场上主流光伏产品是晶体硅太阳能电池，也是应用最广泛的产品，其原材料是高纯度硅。每生产1兆瓦晶体硅电池要17吨高纯度硅。

硅是地球上储量第二的化学元素，作为半导体材料，人们对它研究得最多、技术最成熟，而且晶硅性能稳定、无毒，因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。但高纯度多晶硅在我国却十分短缺，绝大部分要依赖进口。

高纯度硅在石英中提取，以单晶硅为例，提炼要经过以下过程：石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。

事实上，我国每年都从石英石中提取大量的工业硅，以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料，以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能公司。

三、太阳能电池是什么能转化为何能

太阳能电池板光能转换成电能。

太阳光照射到太阳能电池上，就出现光生电压，就是光生伏打效应。假如这时在太阳能电池两端接上负载就会出现光生电流，于是出现了电能。把太阳能发电称为光伏发电。

太阳能光伏发电系统是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。

独立光伏照明系统一般使用蓄电池作为储能设备，白天将太阳能电池输出的电能储存起来，夜间为照明负载供电。

四、太阳能电池板背板退化的原因是什么

研究人员试图了解聚酰胺太阳能背板过早开裂的原因，以及聚酰胺材料如何与太阳能电池板结构相互用途。他们已对美国，我国，泰国和意大利使用的太阳能电池板的底片样品进行了化学和机械测试。他们说，它们中的大多数显示出过早破裂的明显迹象。

分析还表明，受裂纹和降解影响最大的底片区域是内层，因为内层往往会变得更硬。EVA密封胶，科学家们还发现，损坏太阳能电池密封剂中的化学物质(乙烯乙酸乙烯酯(EVA)膜)并滴落到背板上会加速背板的降解。

科学家将几根聚酰胺试条放入乙酸瓶中，然后五个月后，与置于空气或水中的试条相比，分析了它们的降解程度。暴露于乙酸的塑料条表面出现了类似风化底片的裂纹。研究人员说，这些裂纹比暴露在空气或水中的样品要严重得多。

研究人员得出结论：“乙酸可以大大加速化学降解并促进聚酰胺内层的破裂。”“这项研究表明，聚酰胺太阳能背板的现场开裂可归于循环热机械应力下化学降解和物理重组(化学结晶)的综合用途。”科学家们还指出，在2010-2012年期间生产的面板重要使用聚酰胺太阳能背板。